5　各种特性添加剂

　　下面将介绍触变添加剂、表面成型剂、光稳定剂以及偶联剂。

　　5.1　触变添加剂

　　在手糊成型与喷射成型中，当施工于垂直面或斜面上时，树脂容易向下流淌，造成复合材料中树脂与玻璃纤维含量的变化，下层富树脂，上层贫树脂，从而使制品力学性能显著下降。
　　为解决这一问题可使用触变添加剂，使树脂带有触变性，即在压力施加于树脂上时，树脂黏度低，具有普通操作性能，能彻底渗透、润湿增强材料；而在无压力时又具有高黏度，不会从垂直面或斜面上流淌下来，这样就可以生产匀质的层合材料。
　　树脂的触变性可以凋节以满足不同的要求，有的厂提供黏性的触变糊，可由使用者加入到树脂中，自行调节触变程度。
　　通用的触变添加剂为活性二氧化硅，即二氧化硅气凝胶，也称烟化二氧化硅。其颗粒度很细，约0.015μm，比表面积极大，一般只需加入2％左右即可产生触变性。如再辅助添加甘油，可进一步提高触变效果。

　　5.2　表面成型剂

　　不饱和聚酯树脂在进行开模成型时，暴露于空气中的表面层会发生空气阻聚以及因苯乙烯的挥发而发黏，不能充分硬化。可加入少量的蜡或其他类似蜡的化合物以克服这一缺点。在树脂固化过程中蜡会从树脂表面析出形成一层表面保护膜，以隔绝空气。通常加入0.01％～0.1％的石蜡即可收到效果。用蜡质表皮成型剂的问题是使制品与其他材料连接时不易粘结，也不易被覆其他油漆等材料，故在进行修理时要先进行预处理，去除全部的蜡及其他污染物，才能再涂覆新的树脂和增强材料。

　　5.3　光稳定剂

　　在不饱和聚酯树脂制品特别是透明玻璃钢板材用于室外时，要求其在长期日光曝晒下不会退色，为此常加入1％的紫外线吸收剂，即光稳定剂。树脂退色的主要原因之一是紫外线造成了树脂系统的降解。紫外线吸收剂可以吸收阳光中的紫外线能量，并转变为另一种无害于树脂的能量，从而保护了树脂结构，增强了树脂的耐老化性。常用的光稳定剂有羟基二苯甲酮的衍生物(如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)、水杨酸苯酯以及乙酰水杨酸等，这些化合物可与亚磷酸三乙酯等共用。

　　5.4　偶联剂

　　玻璃纤维增强聚酯树脂中一项关键性的技术是如何解决玻璃纤维与树脂界面之间的结合问题。这种结合可能是物理黏合，也可能是化学键合。只有化学键合才能使玻璃纤维与树脂之间产生强的联结。实现这种化学键合的工具就是偶联剂。例如，将复合材料浸水后的强度进行对比可见，作增强材料的玻璃纤维有无偶联剂被覆，对复合材料的性能影响很不相同。表11-24为经过热处理，去除石蜡乳剂后的洁净表面的玻璃纤维与用甲基丙烯酸氯化铬处理后的玻璃纤维对复合材料浸水后性能的对比。

　　由表11-24可见，未经偶联剂处理的玻璃纤维与树脂界面之间存在着显微空隙，起着毛细管的作用，使水分沿界面渗入复合体内部，并进一步减弱树脂与玻璃纤维的粘结，使复合材料的物理性能与化学性能下降。
　　前已述及，填料采用偶联剂也有良好的效果。例如玻璃微珠经有机物被覆处理后效果明显。在填料中使用偶联剂时，也可将偶联剂直接加入树脂系统，使之作用在全部填料上，但其作用效率不如前者。用偶联剂处理三水合氧化铝可提高充填率及提高阻燃性。这种处理也可用于其他填料，如瓷土等，提高其充填率。硅烷处理剂的用量一般为0.5％～1％。
　　偶联剂主要有两类：一类是有机硅化合物，另一类是有机铬络合物。使用多的是有机硅烷类。
　　有机硅烷类偶联剂的一般结构式为：

　　其中，R为有机基团；X为OR’、Cl、       等易水解基团，R＇、R”为烃基；n=1，2，3，n大多为3。有机基团R能与不饱和聚酯起化学反应，易水解基团经水解、缩合与玻璃纤维表面作用，可能有以下几种结果。

　　偶联剂与玻璃纤维表面作用的结果，生成牢固的共价键，从而改变了玻璃纤维表面的原有性质，使之具有憎水、亲有机溶剂、亲树脂等性质，从而使复合材料的力学性能与电性能提高，抗水性增强。
　　有机铬络合物的处理需用甲基丙烯酸氯化铬，可用于不饱和聚酯树脂中，改善玻璃纤维与树脂界面的结合条件。此外，也可用于环氧树脂与酚醛树脂。当玻璃纤维织物经过热处理去除浸润剂以后，甲基丙烯酸氯化铬即通过自身水解而含有的羟基与硅烷醇及玻璃纤维表面结合，而将甲基丙烯酸基团伸出在外，以便与树脂进行化学键合，其过程如下：

　　有机硅烷偶联剂的品种发展较快，早采用的是乙烯基三氯硅烷，性能很不稳定，接触水分后迅速水解，释放出氯化氢气体，因而在生产中使用不便。不久即被乙烯基三乙氧基硅烷取代。以后又出现了γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等偶联剂，可以使复合材料具有更好的物理性能，特别是弯曲强度及抗水性。
　　乙烯基三氯硅烷的水解及与玻璃纤维表面化合过程如下：

　　γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与玻璃纤维表面反应过程如下：

　　理论上，偶联剂与玻璃纤维表面反应形成连续的单分子层，与玻璃纤维表面产生化学键合，充分覆盖玻璃纤维表面。但实际上根据电子显微镜的观察，偶联剂与玻璃纤维表面作用的结果，形成的是不连续的覆盖层，只有50％左右的覆盖面。
　　常用的偶联剂列于表11-25。表中各种偶联剂，常用于不饱和聚酯的主要是KH-570、A-151、A-172等。